КРИВИЗНА В НАУКЕ

Введение

Уже не первый год идет шумиха вокруг теории «Большого взрыва», «Черных дыр», «Кротовых нор», «телепортации» и т.д. Все это порождение современной космологии. Трудно поверить, что маленькая неточность, рожденная еще в 19 веке, так сильно отразится на этой науке. Все дело во «внутренней кривизне пространства». Что это такое? Как понять это явление? Попробуем разобраться.

1.     Математический аспект.

БСЭ: Кривизна пространства-времени, в общей теории относительности (теориитяготения) величина, характеризующая меру отклонения свойств пространства-времени от свойств так называемого плоского пространства-времени специальной теории относительности. Понятие кривизны пространства-времени возникло по аналогии с понятием полной кривизны в геометрии поверхностей. Кривизна пространства-времени описывается тензором кривизны. От вида тензора кривизны существенно зависит тип космологических моделей.

Понятия: точка, длина, радиус кривизны и т.д. это чисто геометрические понятия. Нам, например, не важна природа исследуемых объектов, когда мы измеряем расстояние между точками. Это может быть расстояние между телами или между зарядами, это может быть размер объекта и т.д. Точно такое же отношение имеют понятия «кривизна» или «радиус кривизны» пространства. Они не зависят от того, какой «природой» обусловлена эта кривизна. В этом смысле математическое понятие «кривизна пространства» первично по отношению к его физической природе. «Физическая природа» этого понятия есть лишь «обрамление», которое может иметь разную форму в зависимости от рассматриваемых физических проблем (например, мы можем рассматривать плотность слоев торнадо, деформацию кристаллической решетки и т.д.).

Нас пока будет интересовать первичная (математическая) сторона вопроса. Здесь не важно: какую мерность пространства мы будем рассматривать. Мы можем, например, представить время как переменную () и рассматривать пространство четырех измерений. Но ради наглядности и удобства восприятия ограничимся трехмерным пространством. Для обычного человека это привычнее.

Итак, пусть в нашем трехмерном пространстве имеется наблюдатель. Он вводит свои ортогональные оси координат (), размечает оси масштабными рисками и проводит через них параллельные плоскости перпендикулярно осям. Получилась решетка с ровными полками и одинаковыми кубиками масштаба. Назовем это пространство Е (). Оно евклидово. Какое-то другое пространство здесь мы обнаружить не в состоянии.

Пусть теперь в своем мире имеется второй наблюдатель, который также видит перед собой пространство. Оно для него тоже евклидово. Назовем его пространство пространством М (). Наблюдатель в М вводит оси аналогичным образом, и "размечает" пространство М(). У него тоже одинаковые кубики масштаба. Заметим, что пока Е и М пространства различны и пока не связаны друг с другом!

Теперь, предположим, наблюдатели желают установить соответствие между обоими пространствами. Это возможно, если одно пространство можно отобразить в другом. Если имеет взаимно однозначная линейная связь, пространства отличаются только направлением осей, выбором начала координат и масштабами. Здесь никаких проблем с кривизной пространства не возникает.

Совершенно иначе обстоит дело, если связь между точками пространств Е и М нелинейная, т.е. масштабы по осям координат пространства М в пространстве Е меняются и зависят от выбора точек пространства Е. Для простоты и удобства рассуждений будем считать, что имеет место взаимная однозначность, т.е. точки одного пространства выражаются однозначно через точки другого пространства.

Теперь плоскость в пространстве М (например, ) будет отображаться в пространстве Е кривой поверхностью, т.е. будет иметь «горбатый» характер. Иными словами, мы будем в пространстве Е иметь дело с криволинейной поверхностью. Набор всех возможных поверхностей даст нам представление о «рельефе» пространства М, отображенного в пространстве Е. Пространство М будет отображаться в пространстве Е как криволинейное пространство. Это очень важный момент!

Теперь мы можем обоснованно ввести тензор кривизны пространства и прочие важные и интересные характеристики. Но суть не в этом. Суть в том, что утверждение: «тензор кривизны описывает внутреннюю метрику нашего пространства (т.е. евклидова Е пространства!)» - есть глубокое заблуждение. Наше евклидово Е пространство осталось евклидовым. Кривизна не является «внутренней кривизной» пространства Е. Она принадлежит отображению пространства М в пространстве Е. Терминологическую неточность необходимо исправить. Для математики это приведет к некоторому изменению интерпретации (объяснений), но не затронет математический формализм дифференциальной геометрии.

«Все познается в сравнении» - это важный принцип философии. Действительно, масштабы вводятся для сравнения параметров объектов с эталоном. Да и научная истина должна удовлетворять определенным критериям (эталонам), чтобы быть действительно «научной».

Если наблюдатель перейдет из пространства Е в пространство М, он увидит, что М-пространство евклидово. Пространство Е будет выглядеть для наблюдателя в пространстве М – криволинейным.

Остается ответить на важный вопрос; Можно ли наблюдателю, который находится в некотором пространстве М, обнаружить кривизну «своего» пространства? Отрицательный ответ очевиден. Для нахождения кривизны необходимо второе (эталонное) евклидово пространство, по отношению к которому мы будем определять кривизну пространства М. В этом случае наблюдатель будет находиться в эталонном пространстве Е и только тогда он сможет обнаружить «кривизну» пространства М. Однако, если он вернется в пространство М, то пространство М для него вновь будет евклидовым, а эталонное пространство Е - криволинейным.

Итак, не существует метода типа «циркуля и линейки», который бы помог сравнить две области одного и того же пространства М на предмет обнаружения «внутренней кривизны» пространства М. Мы не сможем обнаружить: является ли одна часть пространства М криволинейной по отношению к другой части этого же пространства.

Мы надеемся, что математики согласятся с нашими доводами.

Необходимо просто уточнить терминологию: внутренней кривизны пространства не существует. Существует относительная кривизна, т.е. кривизна одного пространства по отношению к другому. Для математики это не влечет за собой изменения математического формализма, но интерпретация претерпит некоторые изменения. Что касается прикладных вопросов, это дело физиков, философов и тех, кто «потребляет» математическую продукцию.

2.     Физический аспект.

Следствие 1. Полученный выше важный вывод имеет фундаментальное значение. Опираясь на него можно утверждать, что любые явления нашего материального мира можно и нужно описывать в рамках классических пространственно-временных отношений! Мы возвращаемся в материализм 18-19 веков.

Что касается «кривизн» отображаемых пространств, то они относятся к отображению некоторого стороннего пространства в пространство Е, но никак не самому пространству Е. Тезис о «внутренней метрике» возник еще в середине 19 века. Ошибочное утверждение не влияло тогда на развитие математики. Лобачевский даже предлагал с помощью световых лучей определить геометрию нашей вселенной по сумме измеренных углов треугольника.

Следствие 2. Из следствия 1 вытекает, что все физические теории, в которых физическое пространство и время обладают «кривизной», нуждаются в изменении интерпретации. Мы говорим не об исходных постулатах теорий или их основах. Мы говорим пока только о «преобразовании» объяснений физических явлений, изложению объяснений в классических представлениях о времени и пространстве. К таковым теориям можно отнести космологию, релятивистскую астрофизику, СТО, ОТО и другие теории.

Возьмем, к примеру, ОТО. Мы установили, что никакими геометрическими методами кривизна пространства наблюдателя не может быть обнаружена. О какой «кривизне пространства» идет речь в ОТО? Что это за «криволинейное пространство» и как оно связано с евклидовым пространством наблюдателя? Почему характеристики этого пространства приписывают пространству наблюдателя? ОТО это схоластика, опирающаяся на ошибки.

Ошибки не только тиражируются. Они порождают новые ошибки. Теперь вы, надеемся, имеете представление о том, сколько схоластической макулатуры породил один только ХХ век! Это научные отчеты, учебники, диссертации, статьи и т.д. Мы вовсе не хотим обвинить кого-либо в неграмотности. Напротив, мы сожалеем, что их труд и талант был бесполезно израсходован. Даже сейчас в этой горе макулатуры копошатся исследователи, отыскивая «кротовые норы», «черные дыры», «темную материю» и даже «террористов, организовавших Большой Взрыв»!

3.     Ошибки, ошибки….

Исправление объяснений явлений в перечисленных теориях это лишь видимая часть айсберга. Мы начали проводить наши исследования более 40 лет тому назад. Сталкиваясь с явными ошибками теорий, мы пытались описать их в статьях и дать правильное объяснение. К сожалению, нас все время преследовали неудачи. Рецензенты отказывались рекомендовать, выдвигая смехотворные причины, доклады не принимались на Конференциях к рассмотрению и т.д.

Тем не менее, мы продолжали исследования, накапливая коллекцию ошибок в физических теориях. Одна из них (математическая) была рассмотрена выше. Ошибок набралось столь много, что пришлось опубликовать книгу «Анализ ошибок и заблуждений в современной электродинамике» [ISBN-13:978-3-659-32667-7; ISBN-10: 3659326674; EAN: 9783659326677] . Те, кто не имеет средств на приобретение книги, может рукопись скачать на сайте http://kuligin.mylivepage.ru/file/index (файл «Анализ ошибок»).

Повторим: в книге нет гипотез. Рассматриваются некоторые ошибки. Показано, как можно исправить некоторые ошибки. Приведем примеры.

Пример 1. В учебнике «Теория поля» Ландау и Лифшица рассматривается прохождение волны через фокус. Авторы разлагают радиус R в ряд по малым членам. Они «забывают», что радиус всегда положителен, и забывают поставить символы модуля в правой части формулы! В результате, волна, проходя фокус, испытывает скачок фазы на угол 180 градусов!

Удивительно не это. Удивительно то, что десятки тысяч читателей смотрели этот вывод, но ни у кого не появилось сомнения в его корректности, никто не догадался проверить результат. Все радостно принимают его на веру до сих пор! Этот пример можно рассматривать как курьез, но есть более серьезные ошибки.

Пример 2. К такой ошибке относится интеграл действия релятивистских теорий. Оказывается, что принцип наименьшего действия не может быть реализован в релятивистской физике. Причина в том, что интеграл действия постоянен. Он не имеет экстремумов! И так далее…

Конечно, мы не могли смотреть равнодушно на эти ошибки. Мы написали книгу, обратились в отделение физики РАН, написали некоторым академикам, книгу посылали неоднократно во все региональные отделения РАН. Бесполезно! С таким же успехом мы могли бы попытаться написать каменным истуканам на острове Пасхи. Высокомерие и неуважение рождает ответную реакцию. Как тут не вспомнить гениальные строчки из эпиграммы А.С. Пушкина:

«В Академии Наук заседает князь Дундук

………………………………………………

Отчего такая честь? Оттого, что ж… есть».

«Ай да Пушкин! Ай да сукин сын!». Не в бровь, а в глаз! До сих пор звучит свежо и актуально!

Так почему же тем, кому положено следить за чистотой науки и научных исследований, выгоднее производить горы схоластики, а не очищать науку от ошибок и случайных «попутчиков» в науке?

4.     Работа над ошибками

Нам пока известно, что РАН так и не начинал «работу над ошибками». Причины известны: инерция («пока гром не грянет!»), равнодушие к научной Истине и, конечно, «работа Комиссии по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований» (подлинное «гнездо мракобесия»). Можно предположить следующее. Члены Комиссии будут рьяно защищать эти кучи схоластики с «кротовыми норами» и «темной материей», хотя по своему уровню эти теории имеют уровень хиромантии, астрологии и гаданий на картах Таро. Эти современные «дундуки» будут продолжать бездоказательно обвинять оппонентов в «невежестве», «безграмотности» и т.д., прикрываясь званиями академиков.

5.     Эпилог…

Достаточно о грустном. Как хочется верить в то, что далеко не всем академикам в отделении физики РАН безразлична научная истина!